「神威」初展，叩響超算強國之門

「神威·太湖之光」超級計算機

「神威·太湖之光」運算節點板

□記者 周 潔

近日，新一期全球超級計算機500強（TOP500）榜單在美國鹽湖城公布，中國超級計算機「神威·太湖之光」再次摘得世界最快超算頭銜，實現了中國超算系統在TOP500榜單上的八連冠。

同時，基於「神威·太湖之光」設計的「千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬」應用項目首度問鼎「戈登貝爾獎」，這是我國首次獲得這一超算應用領域最高獎項。

「超算技術的實力體現出國家的綜合國力，而超算技術的應用則體現出一個國家高性能計算的軟實力。

」12月1日，石家莊鐵道大學信息科學與技術學院副教授王威在接受採訪時表示，中國超算已叩響超算強國之門，正憑藉速度和應用的雙重優勢，在世界超算舞台上迅速崛起。

大展神威： 每秒9.3億億次浮點運算

近日公布的最新榜單上，「神威·太湖之光」以較大的運算速度優勢輕鬆摘得世界最快超算頭銜，實現了中國超算系統在全球TOP500榜單上的八連冠。

這已不是「神威·太湖之光」第一次展現神威。

在今年6月的排行榜上，這台由中國國家並行計算機工程技術研究中心研製，安裝在國家超級計算無錫中心的超算系統橫空出世，以每秒9.3億億次的浮點運算速度出人意料地奪冠，擊敗了連續三年霸占TOP500榜首的我國超級計算機「天河二號」。

根據TOP500榜單公布數據，「神威·太湖之光」超級計算機系統的峰值性能達到每秒12.5億億次，持續性能達到每秒9.3億億次，性能的功耗比達到每瓦60億次，這三項關鍵指標均居世界第一。

「這台超算系統運算神速，遠超你我想像。

」王威舉例說，它一分鐘的計算能力，相當於全球72億人用計算器不間斷計算32年。

不僅性能指標攀上世界之巔，中國上榜系統總數也與美國並駕齊驅。

繼今年6月，中國首次把上榜總數長期獨占鰲頭的美國「拉下馬」後，此次中美又打了個平手，以171台上榜數量並列第一。

「鑒於每期都會有約150個系統跌出榜單，中國能與美國持平再獲第一，說明中國超算的研發與生產活力強，源源不斷安裝新的系統。

」王威認為。

「超算對科技、經濟與軍事等多個領域至關重要，某種意義上它就是一種競爭。

」王威表示，隨著近年來我國在超算方面大力投資，中國在這個領域已經到達一個非常有競爭力的階段，成為美國、日本等超算大國的有力挑戰者。

「不過，可以預見的是，未來的超級計算機競賽仍將非常激烈。

」王威表示，目前各國都正在以前所未有的力度打造超算系統，近日日本宣布將在2017年年底前製造全球最快、效率最高的超級計算機，美、日、中等國家都已宣布下一代百億億次超算研製計劃，將來超算榜首很可能會交替領先。

打破封鎖：

世界最強「大腦」安上「中國芯」

今年6月，完全由中國設計製造的「神威·太湖之光」登上全球超算TOP500榜首，成為「新科」世界最強「大腦」。

這一天，距美國宣布對我國四家單位實施高性能計算晶片禁運，僅1年零2個月時間。

「核心技術是買不來的。

」王威表示，「神威·太湖之光」首次採用中國自主研發的處理器「申威26010」，成功打破了美國的技術封鎖，證明中國人有能力用國產處理器構建世界最高性能的超級計算機。

「申威26010」眾核處理器雖然只有一英寸大小，但是它的計算速度達到了每秒3萬億次，相當於20台目前市場上主流筆記本的計算速度，在高性能、計算密度和低功耗方面都有獨特技術。

「申威處理器在眾核處理器體系結構方面有重大原始創新，引領了高性能處理器發展潮流。

」王威介紹，申威眾核處理器採用片上融合異構眾核架構，對比美、日等國的E級計算機研發計劃，國外同行未來將採用的技術路線與我們的思路非常接近，但到2018年才能走到真正的異構眾核架構。

「處理器實現國產化所帶來的意義遠不止超算系統，也許不出20年，『中國芯』將普及到我們使用的每一台電腦上，與每個人的工作生活息息相關。

」王威表示，近年來我國不斷加強國產化信息產品的研發和使用力度，自主研發的硬體、軟體和生產力工具等都在快速發展，形成完整的國產化信息產業生態只是時間問題。

「核心處理器的開發需具備尖端技術，能在短時間內自主設計研發出完全國產化的處理器，非常了不起。

」王威坦言，但不得不承認，我國超算系統處理器領域仍存在明顯短板，與已開發國家仍有較大差距。

「雖然中國在處理器研製上取得了突破，但並非掌握了所有核心技術。

」王威介紹，比如處理器架構仍是依託其他國家，沒有形成自己的完整設計方法和製造工藝。

在性能功耗比和效率等方面，與其他國家仍存在一定差距等。

應用突圍：

三十年來首次問鼎應用最高獎

國際超算大會上，「千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬」應用項目一舉摘得「戈登貝爾獎」。

這項基於「神威·太湖之光」設計的應用項目，第一次將中國超算應用帶到了世界舞台中央。

「這是我國超算應用團隊近三十年來首次獲得這一有著『超算應用諾獎』之稱的全球最高獎，」王威表示，說明中國不僅能夠造好的計算機，也能用好計算機，在應用方面達到了國際先進水平。

「從『神威·太湖之光』6月正式發布到現在，上百個應用已經在『跑』。

」王威介紹，大家十分關注的天宮一號再入路徑預測計算，以及國產大飛機C919精細數值模擬工作，用的都是這台超算。

統計數據顯示，截至目前已有100多家科研單位、100多個大型應用在「神威·太湖之光」系統上運行，涉及氣候氣象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、藥物、生命科學等19個應用領域。

「追逐超算的意義不僅僅是贏得速度之爭，更重要的是要以超算『致用』，獲得更廣泛的成果和效益。

」王威認為，隨著國產超算一步步實現逆襲，我國超算應用研究正一步步邁上快速發展的軌道。

「事實上，看似高大上的超算技術，早已融入我們生活的方方面面。

」王威說，比如氣象台的天氣預報準度一直在提升，這背後其實都是超級計算機的功勞。

在民用用途上，超級計算機可以用在石油勘探、藥物開發和汽車設計等方面。

在醫學領域，對人體血流進行模擬與分析，可以及時有效地判定一個病人是否會發生腦梗塞的風險等。

不過王威強調，雖然中國超算應用行業發展越來越快，但中國與美國在應用方面的技術差距依然不容忽視，「比如大量軟體企業難以投入研發與國產高性能計算機相配套的應用軟體，因此導致國產高性能計算機難以推廣應用。

」

「這些現象正在逐漸得到改善，國家『十三五』規劃對超算應用的支持力度達到有史以來的最高水平。

」王威估計，中國通過10年左右的努力，將建立起高性能計算系統發展的完整生態環境。